Desain dan Pengujian Prototipe Sistem Kontrol Mesin Sprayer Dosis Variabel untuk Aplikasi Penyemprotan Pertanian Presisi

Abstract

Abstract

Presently. Rise of crop production often face major obstacle, such as plant disease and pests.Crop losses can occur when plant disease and pests are not treated properly. However, excessive use of chemical pesticide cause environmental damage.The objective of present study was to develop and evaluate control system of variable rate sprayer and its performance for precision farming. The methods consist of some sequential steps i.e. measuring disease and pest intensity and determine its respective dose then input it
in microcontroller grid sequence; controlling several sprayer components, i.e. pump motor, solenoid valve, and proximity sensor for plant detection; and conducting performance test of sprayer prototype based on microcontroller data input. The results showed that in order to obtain appropriate flow rate correspond to disease and pest intensity, a PWM (pulse width modulation) ranged of 100-250, 217-592 rpm of motor speed, 2-10 sec/plant of spray duration, and 4-11 ml/s of flow rate, were used. The field test with data input, i.e. 120 plants, with 8.1% and 15.5% of disease intensity, 10 and 8.3 ml/sec/row (10m/row), and 20 and 60 sec/plant of spray duration; generated average actual results with 10.2 and 7.8 ml/sec/row of flow rate and 23.2 and 64.3 sec/plant of spray duration. The field test also indicates 91% of precision time of application.

Abstrak

Peningkatan produksi tanaman seringkali dihadapkan adanya gangguan hama dan penyakit. Kerugian besar bahkan kegagalan panen dapat terjadi bila gangguan tersebut tidak diatasi dengan baik. Penggunaan pestisida yang berlebihan membahayakan lingkungan dan kehidupan manusia akibat zat kimia yang terdapat pada pestisida. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang, pabrikasi dan menguji kinerja prototipe sistem kontrol mesin sprayer dosis variabel untuk aplikasi penyemprotan pertanian presisi. Metode pengujian yang digunakan yaitu input intensitas serangan hama, dosis semprotan tiap serangan, dan urutan grid pada mikrokontroler, mengontrol komponen sprayer seperti motor pompa, solenoid valve, dan sensor jarak deteksi tanaman,menguji kinerja prototipe mesin sprayer berdasarkan input yang diberikan
pada mikrokontroler, dan melakukan penyemprotan secara presisi. Hasil uji laboratorium menunjukkan bahwa untuk mencapai debit semprotan yang sesuai dengan intensitas serangan hama digunakan PWM 100-250, kecepatan motor 217-592 rpm, lama semprotan 2-10 detik/tanaman, dan debit 4-11 ml/detik. Hasil pengujian lapangan pada 120 tanaman dilakukan penyemprotan dengan debit 10 ml/detik setiap
blok sepanjang 10 m pada intensitas serangan hama 8.1% diperoleh lama semprotan 20 detik. Sedangkan penyemprotan dengan debit 8.3 ml/detik per blok tanaman yang sama pada intensitas serangan hama 15.5% diperoleh lama semprotan 60 detik. Sehingga hasil pengujian lapang diperoleh lama penyemprotan rata-rata 23.2 detik dengan debit semprotan aktual 10.2 ml/detik dan 64.3 detik untuk debit semprotan
aktual 7.8 ml/detik. Perbandingan antara prediksi dan aktual diperoleh akurasi penyemprotan sebesar 91%.